本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種abs/tpu合金材料及其制備方法與應用。
背景技術：
abs(acrylonitrilebutadienestyrenecopolymers)即丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，是一種強度高、韌性好、易于加工成型的熱塑型高分子材料結構。abs可以在-25℃～60℃的環境下表現正常，而且有很好的成型性，加工出的產品表面光潔，易于染色和電鍍，而且可與多種樹脂配混成共混物，現在主要用于合金，塑料。但現有abs材料同時具有耐溶劑性差、低介電強度，以及低拉伸率的缺點。
tpu(thermoplasticpolyurethanes)即熱塑性聚氨酯彈性體橡膠，是一種線性嵌段共聚物，隨著溫度的升高或降低，分子間氫鍵交聯或大分子間輕度交聯具有可逆性，因此tpu不僅具有橡膠的彈性、優異的加工性能，更具有優異的耐劃傷性、低溫彎折性和印刷性。
隨著美甲行業的發展，指甲貼片的應用也得到發展，特別是表演舞臺，應用更普遍，但現有abs指甲貼片易折白、折斷，且具有硬度高、不柔軟的缺陷。
技術實現要素：
本發明的目的在于克服現有技術的上述不足，提供一種abs/tpu合金材料及其制備方法與應用，旨在解決現有abs綜合性能差、應用受限的技術問題。
為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：
本發明一方面提供一種abs/tpu合金材料，以所述abs/tpu合金材料的總質量為100％計，所述abs/tpu合金材料包括如下質量百分含量的成分：
abs50～75％；
tpu24.8～49.9％；
抗氧劑0.1～0.2％。
本發明另一方面提供一種abs/tpu合金材料的制備方法，該制備方法包括如下步驟：
按照上述abs/tpu合金材料所含的成分及其含量分別稱取各成分原料；
將所述abs和所述tpu進行干燥處理后與所述抗氧劑混合處理，得混合物料；
將所述混合物料投入雙螺桿擠出機中，經混煉擠出造粒。
最后，本發明另一方面提供一種上述abs/tpu合金材料或者由上述abs/tpu合金材料的制備方法制備的abs/tpu合金材料在指甲貼片和電腦鍵盤制備中的應用。
本發明提供的abs/tpu合金材料，tpu與abs有良好的相容性，tpu不僅具有橡膠的彈性、優異的加工性能，更具有優異的耐磨性、低溫彎折性，tpu可以同時改善abs的韌性和流動性，可顯著提高abs樹脂的耐磨性和低溫彎折性；abs/tpu合金材料內的各成分和含量之間通過協同作用，最終使abs/tpu合金材料具有均衡的強度，優異的耐磨性、低溫彎折性、耐溶劑性和高流動性，總體綜合性能達到最佳，可廣泛應用于人造指甲、醫療器材，以及電腦按鍵等領域。
本發明提供的abs/tpu合金材料的制備方法，abs和tpu在混合前先干燥；然后將混合物料送入雙螺桿擠出機中混煉、擠出、拉條、冷卻、切粒；其一次性完成，工藝簡單、操作方便、適合于工業化生產。最終制得的abs/tpu合金材料具有均衡的強度，、優異的耐磨性、低溫彎折性、耐溶劑性和高流動性，總體綜合性能達到最佳。
具體實施方式
為了使本發明要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
一方面，本發明實施例提供了一種abs/tpu合金材料，以該abs/tpu合金材料的總質量為100％計，abs/tpu合金材料包括如下質量百分含量的成分：
abs50～75％；
tpu24.8～49.9％；
抗氧劑0.1～0.2％。
上述abs/tpu合金材料內的各成分和含量之間通過協同作用，最終使abs/tpu合金材料具有均衡的強度，優異的耐磨性、低溫彎折性、耐溶劑性和高流動性，總體綜合性能達到最佳，可廣泛應用于人造指甲、醫療器材，以及電腦按鍵等領域。
具體地，本發明實施例的abs/tpu合金材料中，abs含量為50-75％，具體可為50％、55％、60％、70％、75％；在該范圍內的abs，可顯著提高abs/tpu合金材料的強度和耐磨性。優選地，abs為透明級abs，abs可分為通用級別、電鍍級別、耐熱級別、阻燃級別、透明級別、抗靜電級別等等，優選透明級abs，特別是高透明的abs，即可保持abs既有性能，又可提高abs/tpu合金材料的應用范圍，本實施例中優選韓國lgtr530f。
具體地，本發明實施例的abs/tpu合金材料中，tpu含量為24.8～49.9％，具體可為24.8％、29.8％、39.8％、49.9％；本發明的熱塑性聚氨酯tpu是線性嵌段共聚物，隨著溫度的升高或降低，分子間氫鍵交聯或大分子間輕度交聯具有可逆性，因此tpu不僅具有橡膠的彈性、優異的加工性能，更具有優異的耐磨性、低溫折性。另外線性嵌段共聚物tpu主鏈上有-nhcoo-單元，與abs樹脂中的丙烯腈單元-ch2ch(cn)-二者通過共混，可形成氫鍵；同時，丙烯腈單元與tpu的聚酯或聚醚軟段還有較強的偶極-偶極作用，所以二者之間具有較好的相容性。因此通過tpu和abs共混，一方面可顯著提高abs樹脂的耐磨性和低溫折性，另一方面使abs樹脂的加工性能顯著提高，使最終的abs/tpu合金具有均衡的強度、優異的耐磨性和低溫折性、耐溶劑性和高流動性。在該含量范圍內的tpu，可顯著提高abs/tpu合金的上述性能。優選地，該tpu的a型邵氏硬度按astmd2240-2005標準測試為70a～95a。在該硬度條件下，abs/tpu合金的強度、耐磨性達到最佳，本實施例中優選吉美瑞聚醚型tpum85。
具體地，本發明實施例的abs/tpu合金材料中，抗氧劑含量為0.1～0.2％，具體可為0.1％、0.2％；在該范圍內的抗氧劑，可顯著提高abs/tpu合金材料的抗氧化性能，進一步提高使用壽命。優選地，該抗氧劑包括抗氧劑1010和抗氧劑168中的至少一種，抗氧劑1010即為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，抗氧劑168即為三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯。該優選的抗氧劑，使abs/tpu合金材料的使用壽命達到最佳，本實施例中選用巴斯夫1010和168。
另一方面，本發明實施例提供了一種abs/tpu合金材料的制備方法。該制備方法包括如下步驟：
s01：按照上述abs/tpu合金材料所含的成分及其含量分別稱取各成分原料；
s02：將上述abs和tpu進行干燥處理后與抗氧劑混合處理，得混合物料；
s03：將上述混合物料投入雙螺桿擠出機中，經混煉擠出造粒。
該abs/tpu合金材料的制備方法中，abs和tpu在混合前先干燥；然后將混合物料送入雙螺桿擠出機中混煉、擠出、拉條、冷卻、切粒；其一次完成，工藝簡單、操作方便、適合于工業化生產。最終制得的abs/tpu合金材料具有均衡的強度，優異的耐磨性、低溫彎折性、耐溶劑性和高流動性，總體綜合綜合性達到最佳。
優選地，上述步驟s02中，干燥處理的條件為：溫度85℃～100℃，時間2h～4h。在該條件下，abs和tpu達到最有效的干燥，更有利于后續abs/tpu合金材料的混煉擠出。
優選地，上述步驟s02中，混合處理的條件為：轉速200rpm～1500rpm，時間2min～10min。在該條件下，使干燥后的abs和tpu與抗氧劑能更有效的充分混合，更有利于后續abs/tpu合金材料的制備。
優選地，上述步驟s03中，雙螺桿擠出機的工藝參數為：長徑比為25～40，螺桿轉速為200rpm～800rpm，各段螺桿溫度為160℃～230℃。該條件下制得的abs/tpu合金材料基本滿足其具有的綜合性能。
進一步優選地，雙螺桿擠出機的工藝參數為：一區溫度180℃，二區溫度190℃，三區溫度200℃，四區溫度210℃，五區溫度220℃，六區溫度220℃，七區溫度220℃，八區溫度220℃，九區溫度220℃，十區溫度220℃，機頭溫度220℃。在該條件下，abs/tpu合金材料的綜合性能達到最佳。
最后，本發明實施例還提供一種上述abs/tpu合金材料或者上述abs/tpu合金材料的制備方法制備的abs/tpu合金材料在指甲貼片和電腦鍵盤制備中的應用。
本發明先后進行過多次試驗，現舉一部分試驗結果作為參考對發明進行進一步詳細描述，下面結合具體實施例進行詳細說明。
實施例1
一種abs/tpu合金材料，其配方見表1中的實施例1。該abs/tpu合金材料的制備方法包括如下步驟：
s11：按照表1中實施例1的abs/tpu合金材料所含的成分及其含量分別稱取各成分原料。
s12：將上述abs和tpu先進行干燥處理(溫度85℃～100℃，時間2h～4h)，再與抗氧劑混合處理(轉速200rpm～1500rpm，時間2min～10min)，得混合物料。
s13：將上述混合物料投入雙螺桿擠出機中，經混煉擠出造粒；雙螺桿擠出機的工藝參數為：長徑比為25～40，螺桿轉速為200rpm～800rpm，一區溫度180℃，二區溫度190℃，三區溫度200℃，四區溫度210℃，五區溫度220℃，六區溫度220℃，七區溫度220℃，八區溫度220℃，九區溫度220℃，十區溫度220℃，機頭溫度220℃。
實施例2
一種abs/tpu合金材料，其配方見表1中的實施例2。該abs/tpu合金材料的制備方法包括如下步驟：
s21：按照表1中實施例2的abs/tpu合金材料所含的成分及其含量分別稱取各成分原料。
s22：將上述abs和tpu先進行干燥處理(溫度85℃～100℃，時間2h～4h)，再與抗氧劑混合處理(轉速200rpm～1500rpm，時間2min～10min)，得混合物料。
s23：將上述混合物料投入雙螺桿擠出機中，經混煉擠出造粒；雙螺桿擠出機的工藝參數為：長徑比為25～40，螺桿轉速為200rpm～800rpm，一區溫度180℃，二區溫度190℃，三區溫度200℃，四區溫度210℃，五區溫度220℃，六區溫度220℃，七區溫度220℃，八區溫度220℃，九區溫度220℃，十區溫度220℃，機頭溫度220℃。
實施例3
一種abs/tpu合金材料，其配方見表1中的實施例3。該abs/tpu合金材料的制備方法包括如下步驟：
s31：按照表1中實施例3的abs/tpu合金材料所含的成分及其含量分別稱取各成分原料。
s32：將上述abs和tpu先進行干燥處理(溫度85℃～100℃，時間2h～4h)，再與抗氧劑混合處理(轉速200rpm～1500rpm，時間2min～10min)，得混合物料。
s33：將上述混合物料投入雙螺桿擠出機中，經混煉擠出造粒；雙螺桿擠出機的工藝參數為：長徑比為25～40，螺桿轉速為200rpm～800rpm，一區溫度180℃，二區溫度190℃，三區溫度200℃，四區溫度210℃，五區溫度220℃，六區溫度220℃，七區溫度220℃，八區溫度220℃，九區溫度220℃，十區溫度220℃，機頭溫度220℃。
實施例4
一種abs/tpu合金材料，其配方見表1中的實施例4。該abs/tpu合金材料的制備方法包括如下步驟：
s41：按照表1中實施例4的abs/tpu合金材料所含的成分及其含量分別稱取各成分原料。
s42：將上述abs和tpu先進行干燥處理(溫度85℃～100℃，時間2h～4h)，再與抗氧劑混合處理(轉速200rpm～1500rpm，時間2min～10min)，得混合物料。
s43：將上述混合物料投入雙螺桿擠出機中，經混煉擠出造粒；雙螺桿擠出機的工藝參數為：長徑比為25～40，螺桿轉速為200rpm～800rpm，一區溫度180℃，二區溫度190℃，三區溫度200℃，四區溫度210℃，五區溫度220℃，六區溫度220℃，七區溫度220℃，八區溫度220℃，九區溫度220℃，十區溫度220℃，機頭溫度220℃。
表1
性能測試
將實施例1～4所制得的abs/tpu合金材料和對比例(即abs合金材料配方為含100％的abs)按標準尺寸注塑成測試用的標準樣條，并按表2所示的測試項目進行試樣的性能測試，性能測試結果見表2。
表2
由表2結果可知，通過abs和tpu共混擠出制備的abs/tpu合金材料，相對未添加的tpu的abs合金材料的伸長率和撕裂強度顯著增加，耐刮性能和抗折痕現象良好(做為指甲材料，抗折痕和柔軟度是重中之重)，總體性能顯著優于現有技術。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。